Şəxsi PowerPlant: 27 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Şəxsi powerPlant, günəş batareyası və əl krank generatoru vasitəsilə elektrik enerjisini NiMH batareyasına qoşan portativ bir cihazdır. Cihazda, həmçinin yığılmış enerjinin miqdarını izləyən vizual multimetr də var. Şəxsi powerPlant, 70 mA -da 8V -ə qədər olan tətbiqləri gücləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Dizayn: Mouna Andraos, Jennifer Broutin, Carmen Trudell Mike Dory @ Eyebeam ilə Alternativ Enerji Atölyesi 06.23.07eyebeam ********

Addım 1: Materiallar

PowerPlant dövrəsi üçün elektronika1 - Step motor (Yaponiya Servo KP4M4-029 12VDC) 1 - Günəş paneli (8V) 1 - NiMH batareya (7.2V, 70 mA) 8 - 1N4001 Diodlar3 - Terminallar 1 - 5 pinli kişi başlığı 18 və ya 20 gauge möhkəm tel (qırmızı, qara, mavi, yaşıl) Vizual multimetr üçün1 - Qırmızı LED, 1.5V1 - Sarı LED, 1.5 V1 - Yaşıl LED, 1.5 V1 - 100 Ohm müqavimət1 - 150 Ohm rezistor1 - 1N4730 (3.9V) zener diodu1 - 1N4733 (5.1V) zener diodu1 - 1N4737 (7.5V) zener diodu1 - bir anlıq keçid Təchizat 1 - 2.5 "x1.75" PCB prototip lövhəsi1 - Çap lövhəsi diaqramı (aşağıda pdf yükləyin) İstinad üçün Şematik Dövrə Şeması (aşağıda pdf yükləyin) Parçalar Şablon Şablonu (aşağıda dwg/pdf yükləyin) 1 - 3.5 "x3.5" x4.5 "Akrilik Kutu1 - 3/16" x1 "Vida ilə bağlayıcı3 - 3/16" x1/4 "Vida3 - #10 SAE Yuyan2 - #4 maşın vintli boltlar Dişli Şablon (isteğe bağlı, aşağıda dwg/pdf yükləyin) Dişlilər üçün 1 - 4 "x5" x1/8 "lövhəli pleksiglas (isteğe bağlı) Avadanlıq Lehimləmə dəmiri Lehimləmə d) Exacto Bıçaq və Bıçaq Təchizat tapa biləcəyiniz yerlər: Home DepotRadio ShackKonteyner MağazasıElectronics GoldmineSolarboticsJameco Electronics

Addım 2: Çap lövhəsinin diaqramı

Çap lövhəsi diaqramının bir nüsxəsini çap edin və kəsin. Diaqramı mis lehim halqaları olmayan PCB Prototipləşdirmə lövhəsinin yanında yerləşdirin. Diaqram, komponentlərinizi bir tərəfə necə yerləşdirəcəyinizi göstərəcək və digər tərəfdən komponentlərinizi prototip lövhəsinə lehimləyəcəksiniz.

Addım 3: Bobin 1 Düzəldici

1N4001 Diodlarından 4 -nü aşağıda göstərildiyi kimi yerinə qoyun. Diodlar, Çap Edilən Şəkildə göstərilən istiqamətə daxil edilməlidir; əks halda düzgün işləməyəcək. Göstərildiyi kimi 4 diod yerləşdirərək düzəldirsiniz (4 fazalı pilləli motorun 2 fazasından AC -dən DC cərəyanına çevirmək) Bobin 1.

Addım 4: Bobin 2 Düzəldici

Aşağıda göstərildiyi kimi başqa 4 1N4001 diodunu daxil edin. Göstərildiyi kimi bu 4 diod yerləşdirərək düzəldirsiniz (4 fazalı bir pilləli motorun 2 fazasından AC -dən DC cərəyanına çevirmək) Bobin 2.

Addım 5: 1 və 2 Telləri və Başlığı sarın

Tel çıxarıcılarla iki mavi tel və iki yaşıl tel kəsin. Hər bir tel parçasının hər bir ucunu soyun. Göstərildiyi kimi teli yerinə daxil edin.

Göstərildiyi kimi, pinlərin qısa tərəfi aşağıya baxaraq prototip lövhəsinə 5 pinli kişi başlığı daxil edin. Mühərrikin dövrə bağlanacağı yer budur.

Addım 6: Lehimləmə

Lövhəni çevirin və çap lövhəsi diaqramında göstərildiyi kimi bağlantıları lehimləmə dəmir və lehiminizlə lehimləməyə başlayın. Tellər əvvəlcədən kəsildikdə lehim etmək daha asandır. Yaxşı bir miqdarda lehimlə əlaqələrə qoşulduğunuzdan əmin olun. Soyuq oynaqlardan çəkinin (lehim mat görünəndə).

Addım 7: Step Motor (Generator) Dövrünü bitirin

Step motoru (generator) dövrəsini lehimləməyi bitirdikdə, prototip lövhənizin arxası göstərildiyi kimi görünməlidir.

Addım 8: Terminallar

Prototip lövhəsinin hər iki ucundan biri göstərildiyi kimi istiqamətdə 2 terminal daxil edin. Deliklər çox kiçikdirsə, Deliyi genişləndirmək üçün Exacto Bıçağınızdan istifadə edin. İki 3 uzunluğunda tel (istənilən rəng) kəsin və telləri tamamilə soymaq üçün tel soyuculardan istifadə edin. Bu tellər prototip lövhəsinin əks tərəfində (mis lehim halqaları ilə), hər terminalın müsbət tərəfindən mənfi tərəfinə hər bir terminalın mənfi tərəfi. Soldakı terminal batareyanın tellərini daxil etmək üçün istifadə olunacaq. Sağdakı terminal günəş paneli üçün telləri daxil etmək üçün istifadə olunacaq.

Addım 9: Lehim Terminalları

Prototip lövhəsini çevirin. Soyulmuş telləri göstərildiyi kimi çuxurlara daxil edin (digər tərəfdəki çap lövhəsi diaqramına baxın). Tellər, terminala mümkün qədər yaxınlaşmaq və göstərildiyi kimi yerində saxlamaq üçün yenidən içəri girə və sonra çıxara bilər. Bobin 1 və 2 üçün düzəldicilərin iki şimal və iki cənub qovşağını terminaldan terminala keçən açıq tellərə lehimləyin. Bu addım motoru (generator) üçün dövrəni tamamlamaq üçün düzəldiciləri terminallara birləşdirir. Açıq telləri digər əlaqələrdən uzaq tutduğunuzdan əmin olun.

Addım 10: Test

İndi bütün əlaqələrinizin düzgün lehimli olduğundan və bütün komponentlərin düzgün yerləşdirildiyindən əmin olmaq üçün dövrəni step motorla sınamağa hazırsınız.

Step motorunun uclarını 5 pinli kişi başlığına daxil edin. Step motorunun qara qurğusu, Bobin 1 və ya Bobin 2 olaraq etiketlənməyən pinin üzərinə qoyulmalıdır. Mili çevirərkən generatorun istehsal etdiyi gərginliyi ölçmək üçün multimetrinizi (DC gərginliyinə qoyulmuş) istifadə edin. Multimetrin pozitiv (qırmızı) probunu hər iki terminalın pozitiv vintinə, mənfi (qara) probu isə eyni terminalın mənfi vidasına yerləşdirin. Mili əl ilə çevirmək 4-8 volt yaxınlığında olmalıdır. Nəticələr görmürsünüzsə, burada bəzi problemlərin həlli üçün ipuçları veriləcəkdir: 1) Hər şeyin tamamilə lehimli və bir -birinə bağlı olduğundan əmin olmaq üçün bütün lehim bağlantılarını yoxlayın. Əksinə, toxunmamalı olan əlaqələrin bir yerdə olmadığından əmin olun. 2) Bütün diodların çap lövhəsi diaqramında göstərildiyi kimi düzgün istiqamətdə olduğuna əmin olun. 3) Mühərrikin uclarının düzgün daxil edildiyini yoxlayın - motordan gələn qara tel Bobin 1 və 2 pinlərinin heç birinə yerləşdirilməməlidir.

Addım 11: Vizual Multimetr

Daxili Vizual Multimetr, multimetrdən istifadə etmədən alternativ enerji mənbələrindən nə qədər enerjinin saxlanıldığını görməyə imkan verəcək.

Zener diodlarını çap lövhəsinin diaqramında göstərildiyi kimi düzgün istiqamətdə və altındakı düyməyə uyğun olaraq daxil edin. Açardakı nömrələr zener diodlarında yazılmış nömrələrlə uyğun gəlir. Rezistorları uyğun rəngli yuvalara daxil edin (bu vəziyyətdə istiqamətin əhəmiyyəti yoxdur). Bir parça qara tel kəsin və hər iki ucunu soyun, göstərildiyi kimi rezistorların yanına daxil edin. Sonra üç LED -i göstərildiyi kimi daxil edin: yaşıl, sarı, qırmızı (narıncı).

Addım 12: Lehim Vizual Multimetre

Prototip lövhəsini çevirin və görmə multimetrini göstərilən yerə lehimləyin. Arxa tərəfdəki çap olunmuş lövhə diaqramına baxın. Yerində tutmaq və lehimləməyi asanlaşdırmaq üçün telləri keçin. Soyuq (görünüşü mat) əlaqələrdən çəkinin. Birlikdə olmamalı olan əlaqələri ayırdığınızdan əmin olun, çünki bu sahə sıx şəkildə təşkil olunmuşdur.

Addım 13: Vizual Multimetrenin sınanması

Vizual Multimetrenin işlədiyinə əmin olmaq üçün onu sınayın.

Step motorunun uclarını kişi başlığına yerləşdirin. Step motorunun (generatorun) milini döndərin və LEDlərin buna uyğun olaraq yandığını görün. Yaşıl işıq ~ 5.6 -a qədər, sarı işıq ~ 6.8 -ə qədər olan bir gərginliyi göstərir. Hər iki LED, parlaqlığından asılı olaraq gərginliyi idarə edir. Məsələn, batareya 6.1 V tutarsa, yaşıl işıq parlaq olacaq və sarı işıq zəif olacaq. Qırmızı (burada narıncı rəngdə göstərilmişdir) LED yalnız ~ 9.2 voltdan yuxarı yanacaq. Bu tətbiq üçün istifadə olunan batareya 7.2 volt və 70 mA -dır. Qırmızı LED yanarsa, batareya tam gücü ilə işləyir. Batareyanı qırmızı LED yanan vəziyyətdə doldurmağa davam etməyin, əks halda həddindən artıq yüklənə və arızalana bilər. Nəticələr görmürsünüzsə, burada bəzi problemlərin həlli üçün ipuçları veriləcəkdir: 1) Hər şeyin tamamilə lehimli və bir -birinə bağlı olduğundan əmin olmaq üçün bütün lehim bağlantılarını yoxlayın. Əksinə, toxunmamalı olan əlaqələrin bir yerdə olmadığından əmin olun. 2) Bütün zener diodlarının çap lövhəsi diaqramında göstərildiyi kimi düzgün istiqamətdə olduğuna əmin olun. 3) Çap edilmiş lövhə diaqramında göstərildiyi kimi düzgün qaydada olduğundan əmin olmaq üçün zener diodlarındakı nömrələri yoxlayın. *Bu görüntüdə necə işlədiyini görmək üçün bir keçid əlavə etdik və batareyanı erkən bağladıq (və sonra çıxardıq). Bu lazım deyil, amma əyləncəlidir.

Addım 14: Lehim ani keçid və terminal

2 uzun qırmızı tel və iki uzun qara tel kəsin. Hər telin hər iki ucunu soyun. Qırmızı telin bir ucunu və qara telin bir ucunu ani keçidin uclarına sarın. Qırmızı telin bir ucunu və qara telin bir ucunu terminalın uclarına sarın. 4 teli tellərə bağlayın. Anlıq keçid vizual multimetrini işə salacaq və terminal şəxsi powerPlant üçün çıxış kimi istifadə olunacaq.

Addım 15: Lehim Günəş Paneli

Biri qırmızı, biri qara olmaqla 2 uzun tel kəsin. Hər bir telin hər iki ucunu tel çıxarıcılarla soyun. Qara telin bir ucunu günəş panelindəki mənfi qurğuşa lehimləyin (paneldə "-" işarəsi ilə göstərilməlidir). Qırmızı telin bir ucunu günəş panelindəki müsbət qurğuya lehimləyin (paneldə "+" işarəsi ilə göstərilməlidir).

Addım 16: Dava: Açılışlar

Komponentlər üçün zəruri olan delikləri müəyyən etmək və kəsmək üçün təqdim olunan Kassa Şablonundan istifadə edin (1 -ci addımda endirilə bilər). Delikləri dəqiqlik üçün vurmaq üçün bir lazer kəsici istifadə etdik (bu tip akril lazer kəsicinin kəsilməsini sevmədiyindən) və sonra dəlikləri buna uyğun olaraq qazdıq.

Addım 17: Ötürücülər (isteğe bağlı)

Bu addım lazım deyil, ancaq şəxsi powerPlant -a gözəl bir əlavədir. Dişlilər, daha çox güc verən step motor milinin daha sürətli fırlanmasına kömək edir.

Kiçik və böyük dişliləri 4 "x5" x1/8 "ölçülü bir pleksiglas təbəqəyə kəsmək üçün təqdim olunan Ötürücü Şablondan istifadə edin (1 -ci addımda yükləyin). Daha dəqiq olduğu üçün lazer kəsici istifadə etdik. dişlilər, əllə kəsməyi məsləhət görmürük. Bu dişli dəstinin alternativi hazır dişlilər almaqdır.

Addım 18: Dava: Step Motor və Kiçik Ötürücülər

Qutudan kənara çıxan motor vintləri ilə göstərildiyi kimi step motorunu qutuya daxil edin. Vidaları korpusa 2 #4 maşın vida cıvatası ilə bağlayın. Qutudan çıxan motorun şaftına 10 nömrəli yuyucunu qoyun və sonra göstərildiyi kimi kiçik dişli çarxı (isteğe bağlı) üstünə qoyun.

Addım 19: Dava: Böyük Ötürücü (isteğe bağlı)

Korpus və böyük dişli arasındakı 3/16 "x1" bağlama vidasının dirəyini göstərildiyi kimi böyük dişli kənarındakı çuxura daxil edin. Çarxı dirəyə daxil edin. Ötürücü çevirmək üçün bu qol olacaq.

Sonra 3/16 "x1/4" bağlama vidasının dirəyini qutunun içərisinə və göstərildiyi kimi delikdən daxil edin. 10 nömrəli bir SAE yuyucusunu dirəyə qoyun və sonra böyük dişlini üstünə qoyun. Vidanı dirəyə bükərək bitirin. Ötürücünün nə qədər düzgün işlədiyini görmək üçün qolu ilə sınayın!

Addım 20: Dava: Günəş Paneli

Günəş Panelini hüceyrə tərəfi xaricə baxaraq göstərildiyi kimi qutunun içinə daxil edin. Mesajları iki ədəd 3/16 "x1/4" bağlayıcı vintdən götürün və hər birinə bir ədəd #10 SAE yuyucusu sürüşdürün. Dirəkləri qutunun içinə qoyun və günəş panelinin hər iki tərəfindəki deliklərdən keçirin. Vintləri müvafiq dirəklərə yuvarlayın.

Addım 21: Case: Switch və Terminal

Ani anahtarı və terminalı göstərildiyi kimi açıqlıqlara daxil edin. Qutular qutunun içərisində olmalıdır.

Addım 22: Dava: Prototipləşdirmə lövhəsi və batareya

Bitmiş dövrə ilə Prototipləşdirmə lövhənizi qutunun içərisində göstərildiyi kimi yerləşdirin. Batareyadan, günəş batareyasından, step motorundan və çıxış terminalından olan tellər bağlandıqdan sonra dövrəni korpusun içərisinə bağlamaq üçün köpük lentdən istifadə etmək olar. Lehimlənmiş bağlantıları yapışdırmadığınızdan əmin olun.

Batareyanı qutunun altına, göstərildiyi kimi step motorunun yanına qoyun. Kabelləri dövrə bağladıqdan sonra köpük bantla bərkidin.

Addım 23: Lehim Çıxış Terminalı

Çıxış terminalının müsbət (qırmızı) və mənfi (qara) uclarını göstərildiyi kimi prototipləşdirmə lövhəsinə daxil edin. Arxa tərəfdəki akkumulyator terminalına lehimləyin.

Addım 24: Lehim açarı

Keçiddən açarları göstərildiyi kimi yuvalara daxil edin (görüntünün mərkəzi). Qeyd edək ki, keçid üçün müsbət və mənfi yerləşdirmənin əhəmiyyəti yoxdur.

Çap edilmiş lövhə diaqramında göstərildiyi kimi, telləri lehimləməyinizə əmin olun.

Addım 25: Günəş Paneli əlavə edin

Günəş paneli üçün terminaldakı vintləri gevşetin. Göstərildiyi kimi pozitiv və mənfi yerləşdirmə ilə günəş panelindən ucları terminalın açılışlarına daxil edin. Vintləri sıxın və tellərin möhkəm tutulduğunu yoxlayın.

Addım 26: NiMH Batareyasını qoşun

NiMH batareyası üçün terminaldakı vintləri gevşetin. NiMH batareyasından olan ucları göstərildiyi kimi müsbət və mənfi yerləşdirmə ilə terminalın açılışlarına daxil edin. Vintləri sıxın və tellərin möhkəm tutulduğunu yoxlayın.

Addım 27: Bitdi

Şəxsi powerPlant -ın necə işlədiyini yoxlayın!

Əl krankını bir az çevirin və sonra açarın düyməsini basın və vizual multimetrin batareyanın gücünü göstərdiyini izləyin. PowerPlantınızı günəşə qoyun və nə qədər enerji topladığını izləyin. Sonra cihazlarınızı işə salmaq üçün powerPlant -dan istifadə edin. Mini arduino -nuzu powerPlant ilə gücləndirdik, nəyə güc verə biləcəyinizə baxın! PowerPlantınızı ehtiyaclarınıza uyğun olaraq dəyişdirin. John O'Malley, velosipedində bir qurğu üçün dişli dəyişdirdi (aşağıdakı şəkillərə baxın). Əylənin!